DE2710091B2 - Elektrophotographisches Aufzeichnungsmaterial - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft

a) ein elektrophotographisches Aufzeichnungsmaterial aus einem elektrisch leitenden Schichtträger — gegebenenfalls einer Zwischenschicht — sowie einer Schicht mit einer Ladungen erzeugenden Verbindung, einer Ladungen transportierenden Verbindung und einem gegebenenfalls photoleitfähigen Bindemittel oder

b) ein elektrophotographisches Aufzeichnungsmaterial aus einem elektrisch leitenden Schichtträger, einer Ladungenerzeugungsschicht aus einer Ladungen erzeugenden Verbindung und gegebenenfalls einem Bindemittel, das photoleitfähig sein kann und einer Ladungentransportschicht aus einer Ladungen transportierenden Verbindung und einem gegebenenfalls photoleitfähigen Bindemittel.

Wegen ihrer hervorragenden Filmbildungsfähigkeit und Transparenz sowie aufgrund der Biegsamkeit der aus ihnen gebildeten Filme werden immer mehr organische Photoleiter, z. B. Poly-N-vinylcarbazol, als lichtempfindliche Substanzen zur Ausbildung photoleitfähiger Schichten elektrographischer oder elektrophotographischer Aufzeichnungsmaterialien verwendet. Nachteilig an organischen Photoleitern ist jedoch, daß sie hinsichtlich ihrer Lichtempfindlichkeit anorganischen Photoleitern, z. B. Zinkoxid, weit unterlegen sind. Um nun Lichtempfindlichkeit solcher organischer Photoleiter zu verbessern, wurden bereits die verschiedensten Sensibilisatoren mitverwendet. Ungeachtet dessen gibt es noch kein einen organischen Photoleiter enthaltendes elektrographisches oder elektrophotographisches Aufzeichnungsmaterial ausreichend hoher Lichtempfindlichkeit.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein in der Praxis verwendbares elektrographisches oder elektrophotographisches Aufzeichnungsmaterial mit einem organischen Photoleiter zu schaffen, dessen Lichtempfindlichkeit der Lichtempfindlichkeit von anorganische Photoleiter enthaltenden elektrophotographischen oder elektrographischen Aufzeichnungsmaterialien mindestens gleichwertig ist und selbst bei wiederholtem Gebrauch immer zu scharf gestochenen Bildkopien führt. Ferner soll bei einem elektrographischen oder elektrophotographischen Aufzeichnungsmaterial (im folgenden nur noch als »elektrophotographisches Aufzeichnungsmaterial« bezeichnet) die Aufladbarkeit bei Vorhandensein einer dünnen Schicht aus einem anorganischen Photoleiter erleichtert und eine hervorragende Biegsamkeit bzw. Flexibilität gewährleistet sein.

Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, daß sich die gestellte Aufgabe bei gemeinsamer Verwendung bestimmter Ladungen transportierender Substanzen mit geeigneten Ladungen erzeugenden Pigmenten lösen läßt.

Gegenstand der Erfindung ist ein elektrophotographisches Aufzeichnungsmaterial der eingangs mit a) oder b) bezeichneten Art, welches dadurch gekenn-

zeichnet ist, daß a) die Schicht als Ladungen transportierende Verbindung ein Nitroderivat eines Benz(c)cinnolin-5- oder -6-oxids enthält bzw. b) die Ladungentransportschicht als Ladungen transportierende Verbindung ein Nitroderivat eines 3enz(c)cinnolin-5- oder -6-oxids enthält.

Die Verwendung von Ladungen transportierenden Verbindungen in elektrophotographischen Aufzeichnungsmaterialien ist an sich, z. B. aus der DE-OS 2108 938 oder der GB-PS 14 219118, bekannt. Bei Anwendung der bekannten Maßnahmen erreicht man immer noch keine ausreichende Empfindlichkeit.

Die erfindungsgemäß als Ladungen transportierende Substanzen verwendbaren Nitroderivate von Benzicjcinnolin-S- oder -6-oxiden sind bekannte Verbindungen der allgemeinen Formel

mit /7=3 oder 4. Diese Verbindungen lassen sich ohne Schwierigkeiten synthetisieren. So erhält man beispielsweise mono- oder dinitrosubstituierte oder unsubstituierte Benz(c)cinnoIin-5- oder -6-oxide gemäß dem in der Zeitschrift »J. Chem. Soc«, 2454,4384 (1962) beschriebenen Verfahren und Weiternitrierung des erhaltenen Reaktionsprodukts mittels eines Säuregemischs. Beispiele für erfindungsgemäß verwendbare Nitroderivate von Benz(c)cinnolin-5- oder -6-oxiden sind 2,4,8-Trinitrobenz(c)cinnolin-6-oxid der Formel

O₂N-< O

2,4,IO-Trinilrobenz(c)cinnolin-6-oxid der Formel
NO, NO,

und l,3,7,9-Tetranitrobenz(c)cinnolin-5-oxid der Formel

NO₁

0,N-

NO,

NO,

Als Ladungen erzeugende Pigmente können erfindungsgemäß organische Pigmente, wie Azoverbindungen, Xanthenfarbstoffe, Violanthronfarbstoffe, Phthalocyaninfarbstoffe, Indigoidfarbstoffe, Perylenfarbstoffe, Indanthronfarbstoffe und dergleichen, sowie als anorganische Pigmente Se, SeTe, CdS, CdSe und dergleichen verwendet werden.

Als Halzbindemittel können erfindungsgemäß die verschiedensten bekannten Harze, insbesondere Polyesterharze, Acrylharze, Silikonharze, Novolakharze, Ketonharze und dergleichen, verwendet werden. Weiterhin eignen sich als Harzbindemittel auch von Hause aus photoleitfähige Verbindungen, wie PoIy-N-vinylcarbazol oder dessen Derivate.

In lichtempfindlichen elektrophotographischen Aufzeichnungsmaterialien gemäß der Erfindung können neben den genannten Substanzen bekannte anorganische oder organische Photoleiter gemeinsam mit bekannten Sensibilisatoren zum Einsatz gelangen. So erhält man beispielsweise ein elektrophotographisches Aufzeichnungsmaterial gemäß der Erfindung durch Kombination von Poly-N-vinylcarbazol oder eines Derivats hiervon mit einem Nitroderivat eines Benz(c)cinnolin-5- oder -6-oxids (vgl. japanische Patentanmeldung 1 03 343/1975) und zusätzlich mit einem Ladungen erzeugenden Pigment. In der Tat gibt es bisher noch keine elektrophotographischen Aufzeichnungsmaterialien, in denen eine Ladungen erzeugende Substanz einer Korngröße im Mikronbereich mit einem Nitroderivat eines Benz(c)cinnolin-5- oder -6-oxids kombiniert ist.

Im folgenden wird die Erfindung anhand der Zeichnungen näher erläutert. Im einzelnen zeigen die F i g. 1 und 2 vergrößerte Querschnitte typischer Ausführungsformen elektrophotographischer Aufzeichnungsmaterialien gemäß der Erfindung mit einem leitenden Schichtträger 1, einer lichtempfindlichen Schicht 2 bzw. 2' und einer Ladungentransportschicht 3.

Das in Fig. 1 dargestellte elektrophotographische Aufzeichnungsmaterial besteht aus einem leitenden Schichtträger 1 aus einem leitend gemachten Papier oder Film, beispielsweise einem mit Aluminium bedampften Kunststoffilm, oder einer Metall-, z. B. Aluminiumplatte und einer auf den Schichtträger 1 aufgetragenen lichtempfindlichen, photoleitfähigen Schicht 2, die im wesentlichen aus einem Ladungen erzeugenden Pigment, einem Nitroderivat eines Benz(c)cinnolin-5- oder -6-oxids und einem Harzbindemittel gebildet ist. In der lichtempfindlichen Schicht 2 ist das Ladungen erzeugende Pigment in dem Harzbindemittel teilchenförmig dispergiert. Die mittlere Korngröße der betreffenden Pigmentteilchen liegt zweckmäßigerweise unter 5 μπι, vorzugsweise unter 1 μηι (diese Korngrößenangaben gelten auch für das in F i g. 2 dargestellte elektrophotographische Aufzeichnungsmaterial). Bezogen auf ihr Gesamtgewicht enthält die lichtempfindliche Schicht 2 0,1 bis 30 Gew.-% Ladungen erzeugendes Pigment und 1 bis 60 Gew.-% Nitroderivat eines Benz(c)cinnoIin-5- oder -6-oxids. Ferner weist die lichtempfindliche Schicht 2 eine Stärke im Bereich von 5 bis 100 μίτι auf.

Das in F i g. 2 dargestellte elektrophotographische Aufzeichnungsmaterial erhält man, indem man auf einen leitenden Schichtträger 1 eine dünne (lichtempfindliche, photoleitfähige) Schicht 2' aus einem Ladungen erzeugenden Pigment alleine oder in Mischung mit einem Harzbindemittel appliziert und auf diese eine im wesentlichen aus einem Nitroderivat eines

nolin-5- oder -6-oxids und einem Hazbindemittel bestehende Ladungentransportschicht 3 aufträgt. Im Falle, daß die lichtempfindliche Schicht 2' aus einem Ladungen erzeugenden Pigment und einem Harzbindemittel besteht, ist es zweckmäßig, daß Harzbindemittel in der geringstmöglichen Menge, d. h. in einer Menge von 40 bis 60 Gew.-% der lichtempfindlichen Schicht, zu verwenden. Die Stärke der lichtempfindlichen Schicht 2' beträgt zweckmäßigerweise 0,05 bis 20, vorzugsweise 0,1 bis 5 μίτι. Die Menge des Nitroderivats eines Benz(c)cinnolin-5- oder -6-oxids in der Ladungentransportschicht 3 sollte zweckmäßigerweise so groß wie möglich sein. Wenn man die Herstellungsbedingungen bei der Herstellung eines elektrophotographischen Aufzeichnungsmaterials gemäß der Erfindung in Erwägung zieht, beträgt die Menge an Nitroderivat zweckmäßigerweise 20 bis 60 Gew.-%. Die Ladungentransportschicht 3 besitzt zweckmäßigerweise eine Stärke von 5 bis 100 μπι.

Um die Haftung, die Aufladungseigenschaften und dergleichen eines elektrophotographischen Aufzeichnungsmaterials gemäß der Erfindung zu verbessern, kann zwischen dem Schichtträger 1 und der lichtempfindlichen Schicht 2 bzw. 2' eine dünne Schicht aus einem Harz, z. B. einem Polyamid, Vinylacetatharz, Polyurethan und dergleichen, oder ein Aluminiumoxidfilm vorgesehen sein.

Zur Herstellung eines in F i g. 1 dargestellten elektrophotographischen Aufzeichnungsmaterials löst man zunächst das Harzbindemittel in einem geeigneten Lösungsmittel, versetzt die erhaltene Lösung mit dem Ladungen erzeugenden Pigment und dem Nitroderivat eines Benz(c)cinnolin-5- oder -6-oxids und dispergiert die beiden zugesetzten Bestandteile in der Harzlösung, appliziert die erhaltene Dispersion auf einen leitenden Schichtträger und trocknet dann das Ganze. Zur Herstellung eines in F i g. 2 dargestellten elektrophotographischen Aufzeichnungsmaterials gemäß der Erfindung bildet man zunächst auf einem leitenden Schichtträger eine lichtempfindliche, photoleitfähige Schicht aus einem Ladungen erzeugenden Pigment oder einer Mischung aus einem Ladungen erzeugenden Pigment und einem Harzbindemittel durch Aufdampfen, Beschichten und dergleichen aus und appliziert dann auf die erhaltene lichtempfindliche, photoleitfähige Schicht eine Mischung aus dem Nitroderivat eines Benz(c)cinnolin-5- oder -6-oxids und dem Harzbindemittel.

Vorteilhaft an elektrophotographischen Aufzeichnungsmaterialien gemäß der Erfindung ist, daß ihre Empfindlichkeit so hoch ist, daß kein Restpotential zurückbleibt, daß sie selbst bei wiederholtem Gebrauch, wenn überhaupt, höchstens geringfügig ermüden und daß sie ohne Schwierigkeiten herstellbar sind.

trocknen gelassen. Hierbei erhält man eine 12 μπι dicke Ladungentransportschicht. Insgesamt erhält man also ein dreischichtiges elektrophotographisches Aufzeichnungsmaterial gemäß der Erfindung.
Das in der geschilderten Weise hergestellte elektrophotographische Aufzeichnungsmaterial wird 20 see lang mittels eines handelsüblichen elektrophotographischen Kopiergeräts mit einer +6-KV-Koronaentladung aufgeladen. Nach 20 see dauerndem Liegenlassen des

κι aufgeladenen lichtempfindlichen elektrophotographischen Aufzeichnungsmaterials im Dunkeln wird sein Oberflächenpotential Vo in Volt gemessen. Danach wird das aufgeladene elektrophotographische Aufzeichnungsmaterial mittels einer Wolframlampe mit einer Lichtstärke von 200 Lux (auf der Oberfläche des elektrcphotographischen Aufzeichnungsmaterials) belichtet. Während der Belichtung werden mittels einer Aufzeichnungsvorrichtung der Abfall des Oberflächenpotentials und die zum Abfall des Oberflächenpotentials

2Ci erforderliche Zeit aufgezeichnet. Hierbei wird die zur Erniedrigung des Oberflächenpotentials V₀ auf die Hälfte bei einer Belichtungsintensität von 20 Lux-see erforderliche Belichtungszeit in see (ΈΊ/2) ermittelt. Der Wert £1/2 entspricht der zur Erniedrigung des Oberflächenpotentials Vo auf die Hälfte erforderlichen Lichtmenge und bezeichnet die Empfindlichkeit des elektrophotographischen Aufzeichnungsmaterials. Die im vorliegenden Falle ermittelten Werte Vo und £1/2 betragen 480 V bzw. 5,0 Lux · see.

jo Diese Ergebnisse zeigen, daß 1,3,7,9-Tetranitrobenz(c)cinnolin-5-oxid als solches eine geeignete Ladungen transportierende Substanz darstellt.

Beispiel 2

Eine Lösung von 2 Gewichtsteilen Poly-N-vinylcarbazol und 3 Gewichtsteilen 2,4,10-Trinitrobenz(c)cinnolin-6-oxid in Tetrahydrofuran wird mit, bezogen auf das 2,4,10-Trinitrobenz(c)cinnolin-6-oxid, 10 Gew.-% Dian Blue (CI. Nr. 21 180) versetzt, worauf das Ganze in einer Kugelmühle zu einer Dispersion verarbeitet wird. Die erhaltene Dispersion wird mittels eines Beschichtungsmessers auf einen mit Aluminium bedampften Polyesterfilm aufgetragen und 30 min lang bei einer Temperatur von 100⁰C getrocknet. Hierbei erhält man eine 11 μπι dicke lichtempfindliche Schicht, d.h. insgesamt ein zweischichtiges elektrophotographisches Aufzeichnungsmaterial gemäß der Erfindung.

Wird das in der geschilderten Weise erhaltene lichtempfindliche elektrophotographische Aufzeichnungsmaterial in der im Beispiel 1 geschilderten Weise hinsichtlich seines Oberflächenpotentials und seiner Empfindlichkeit getestet, erhält man die in der folgenden Tabelle zusammengestellten Ergebnisse:

Beispiel 1

Durch Vermählen von Dian Blue (C. I. Nr. 21 180) in einer Kugelmühle in Gegenwart von Tetrahydrofuran wird eine 2gew.-°/oige Pigmentdispersion zubereitet. Die erhaltene Dispersion wird mittels eines Beschichtungsmessers auf einen mit Aluminium bedampften ho Polyesterfilm aufgetragen, worauf das Ganze von selbst trocknen gelassen wird. Hierbei erhält man eine 1 μπι starke lichtempfindliche Schicht. Auf die lichtempfindliche Schicht wird mittels eines Beschichtungsmessers eine Beschichtungslösung aus 1 Gewichtsteil eines h5 l,3,7,9-Tetranitrobenz(c)cinnolin-5-oxids und 1 Gewichtsteil Polycarbonat in Tetrahydrofuran appliziert und 30 min lang bei einer Temperatur von 100⁰C

Bei positiver Aufladung 620 V 5,7 Lux-see

Bei negativer Aufladung 740 V 6,8 Lux · sec

Beispiel 3

Durch Aufdampfen einer 1 μιτι starken Selenschicht auf eine 300 μιτι dicke Aluminiumfolie im Vakuum erhält man eine lichtempfindliche Schicht. Auf diese wire mittels eines Beschichtungsmessers eine Lösung von I Gewichtsteilen l,3,7,9-Tetranitrobenz(c)cinnolin-5-oxid 2 Gewichtsteilen 2,4,8-Trinitrobenz(c)cinnolin-6-oxic

und 5 Gewichtsteilen eines Polyesterharzes in Tetrahydrofuran appliziert, worauf das Ganze zunächst von selbst und dann unter vermindertem Druck trocknen gelassen wird. Hierbei erhält man eine 20 μιη dicke Ladungentransportschicht, insgesamt also ein dreischichtiges elektrophotographisches Aufzeichnungsmaterial gemäß der Erfindung.

Wird das in der geschilderten Weise hergestellte elektrophotographische Aufzeichnungsmaterial in der im Beispiel 1 geschilderten Weise auf sein Oberflächenpotential und seine Empfindlichkeit hin getestet, zeigt es sich, daß es ein VO von 950 V und einen Empfindlichkeitswert E\i2 von 6,3 Lux · sec aufweist.

Beispiel 4

Ein Gewichisteil eines Kupferphthalocyanins vom Typ B wird in einer Kugelmühle in Gegenwart von

Tetrahydrofuran vermählen und dann mit 12 Gewichts teilen 2,4,10-Trinitrobenz(c)cinnolin-6-oxid und 18 Ge wichtsteilen eines Polyesterharzes versetzt. Durch weiteres Vermählen der genannten Substanzen erhäl· man eine Dispersion. Diese wird mittels eine; Beschichtungsmessers auf einen mit Aluminium be dampften Polyesterfilm aufgetragen. Nach 30minütigerr Trocknen bei 100⁰C erhält man eine 18 μηι dickt lichtempfindliche Schicht, insgesamt also ein zweischichtiges elektrophotographisches Aufzeichnungsmaterial gemäß der Erfindung.

Wird das in der geschilderten Weise hergestellte elektrophotographische Aufzeichnungsmaterial gemäü der Erfindung in der im Beispiel 1 geschilderten Weis« auf sein Oberflächenpotential und seinen Empfindlichkeitswert E\i2 untersucht, zeigt es sich, daß es ein V₀ vor 840 V und einen Empfindlichkeitswert £1/2 von 7,ί Lux-sec aufweist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (13)

Patentansprüche:

1. Elektrophotographisches Aufzeichnungsmaterial aus einem elektrisch leitenden Schichtträger — gegebenenfalls einer Zwischenschicht — sowie einer Schicht mit einer Ladungen erzeugenden Verbindung, einer Ladungen transportierenden Verbindung und einem gegebenenfalls photoleitfähigen Bindemittel, dadurch gekennzeichnet, daß die Schicht als Ladungen transportierende Verbindung ein Nitroderivat eines Benz(c)cinnolin-5- oder -6-oxids enthält.

2. Aufzeichnungsmaterial nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schicht, bezogen auf ihr Gesamtgewicht, 0,1 bis 30 Gewichtsprozent Ladungen erzeugende Verbindung und 1 bis 60 Gewichtsprozent eines Nitioderivats eines Benz(c)cinnolin-5- oder -6-oxids enthält.

3. Elektrophotographisches Aufzeichnungsmaterial aus einem elektrisch leitenden Schichtträger, einer Ladungenerzeugungsschicht aus einer Ladungen erzeugenden Verbindung und gegebenenfalls einem Bindemittel, das photoleitfähig sein kann, und einer Ladungentransportschicht aus einer Ladungen transportierenden Verbindung und einem gegebenenfalls photoleitfähigen Bindemittel, dadurch gekennzeichnet, daß die Ladungentransportschicht als Ladungen transportierende Verbindung ein Nitroderivat eines Benz(c)cinnolin-5- oder -6-oxids enthält.

4. Aufzeichnungsmaterial nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Ladungentransportschicht, bezogen auf ihr Gesamtgewicht, 20 bis 60 Gewichtsprozent eines Nitroderivates eines Benz(c)cinnolin-5- oder -6-oxids enthält.

5. Aufzeichnungsmaterial nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß es eine 0,05 bis 20 μπι dicke Ladungenerzeugungsschicht enthält.

6. Aufzeichnungsmaterial nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Ladungenerzeugungsschicht, bezogen auf ihr Gesamtgewicht, 40 bis 60 Gewichtsprozent Bindemittel enthält.

7. Aufzeichnungsmaterial nach den Ansprüchen 1 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß es als Nitroderivat 2,4,8-Trinitrobenz(c)cinnolin-6-oxid, 2,4,10-Trinitrobenz(c)cinnolin-6-oxid und/oder 1,3,7,9-Tetranitrobenz(c)cinnolin-5-oxid enthält.

8. Aufzeichnungsmaterial nach den Ansprüchen 1 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß es als Ladungen erzeugende Verbindung einen Azofarbstoff, Xanthenfarbstoff, Violanthronfarbstoff, Phthalocyaninfarbstoff, Indigoidfarbstoff, Perylenfarbstoff, Indanthronfarbstoff, Se, SeTe, CdS und/oder CdSe enthält.

9. Aufzeichnungsmaterial nach den Ansprüchen 1 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß es als Bindemittel einen Polyester, ein Acrylharz, ein Silikonharz, ein Novolakharz, ein Ketonharz, Polyvinylkarbazol und/oder ein Polyvinylkarbazolderivat enthält.

10. Aufzeichnungsmaterial nach den Ansprüchen 1 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Schicht bzw. die Ladungentransportschicht 5 bis 10 μπι dick ist.

11. Aufzeichnungsmaterial nach den Ansprüchen 1 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß es eine Ladungen erzeugende Verbindung einer Korngröße unter 5 μιτι enthält.

12. Aufzeichnungsmaterial nach den Ansprüchen 1 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß es eine Zwischenschicht aus einem Polyamid, Vinylacetat-Homo- oder -Mischpolymerisat, Polyurethan oder Aluminiumoxid enthält.

13. Aufzeichnungsmaterial nach den Ansprüchen 1,3 und 12, dadurch gekennzeichnet, daß es eine 0,01 bis 1,0 μιτι dicke Zwischenschicht enthält.